(57)【要約】【課題】安全かつ正確な穿刺を支援する超音波診断装置を提供する。【解決手段】患者の治療対象部位１５０を含む３次元領域に対し、先ず、超音波プローブ３に装着された穿刺アダプタのニードルガイドに沿って刺入される穿刺針１５の刺入方向が含まれた断面（穿刺断面）を基準として、スライス厚ｄ１を有する穿刺針走査領域Ｒ１を設定し、次いで、穿刺断面に略垂直なｙ方向において穿刺針走査領域Ｒ１に隣接したスライス厚ｄ２を有する２つの治療対象走査領域Ｒ２（Ｒ２１及びＲ２２）を設定する。そして、超音波を用いた第１の３次元走査によって取得された治療対象走査領域Ｒ２におけるボリュームデータと、第１の３次元走査より低いボリュームレートで行われた第２の３次元走査によって取得された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータとに基づいて、穿刺支援を目的とした画像データの生成を行なう。【選択図】図４
2010017527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿刺針を用いた検査又は治療の対象部位に対する超音波の３次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて、画像データを生成する超音波診断装置であって、
前記対象部位に対し前記穿刺針の刺入方向を含む第１の３次元走査領域と、前記第１の３次元走査領域に隣接した１つ又は複数からなる第２の３次元走査領域とを設定し、前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域に対する３次元走査を制御する走査制御手段と、
前記３次元走査により前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域から得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記ボリュームデータを処理することで画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データを表示する表示手段と、を備え、
前記走査制御手段は、前記第２の３次元走査領域より高いボリュームレートで、前記第１の３次元走査領域を３次元走査するための制御を行なうことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
穿刺針を用いた検査又は治療の対象部位に対する超音波の３次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて、画像データを生成する超音波診断装置であって、
前記対象部位に対し前記穿刺針の刺入方向を含む第１の３次元走査領域と、前記第１の３次元走査領域に隣接した１つ又は複数からなる第２の３次元走査領域とを設定し、前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域に対する３次元走査を制御する走査制御手段と、
前記３次元走査により前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域から得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記ボリュームデータを処理することで画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データを表示する表示手段と、を備え、
前記走査制御手段は、前記第２の３次元走査領域より高い走査線密度で前記第１の３次元走査領域を走査するための制御を行なうことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記走査制御手段は、前記第２の３次元走査領域より高いボリュームレートで前記第１の３次元走査領域を３次元走査するための制御を行うとともに、前記第２の３次元走査領域より高い走査線密度で前記第１の３次元走査領域を走査するための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記走査制御手段は、前記穿刺針の刺入方向が含まれる穿刺断面を基準とした所定スライス厚の穿刺針走査領域を、前記第１の３次元走査領域として設定し、前記穿刺断面の法線方向において前記穿刺針走査領域に隣接する所定スライス厚の治療対象走査領域を、前記第２の３次元走査領域として設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記画像データ生成手段は、前記第１の３次元走査領域において取得されたボリュームデータ、又は、前記第１の３次元走査領域と前記第２の３次元走査領域とにおいて取得されたボリュームデータを処理することで、ＭＰＲ画像データ、スラブＭＰＲ画像データ、スラブＭＩＰ画像データ及び３次元画像データの少なくとも何れかを生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像データ生成手段は、前記第１の３次元走査領域において取得された前記ボリュームデータの平均ボクセル値を、前記穿刺針の刺入方向が含まれる穿刺断面の法線方向に対して算出することにより、前記スラブＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像データ生成手段は、前記第１の３次元走査領域において取得された前記ボリュームデータの最大ボクセル値を、前記穿刺針の刺入方向が含まれる穿刺断面の法線方向に対して抽出することにより、前記スラブＭＩＰ画像データを生成することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像データ生成手段は、前記第１の３次元走査領域において取得されたボリュームデータと前記第２の３次元走査領域において取得されたボリュームデータとを合成し、前記画像データ生成手段は、前記合成されたボリュームデータをレンダリング処理することで前記３次元画像データを生成することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記画像データ生成手段は、前記第１の３次元走査領域において取得されたボリュームデータと前記第２の３次元走査領域において取得されたボリュームデータとを合成し、前記画像データ生成手段は、前記合成されたボリュームデータの所定断面におけるボクセル値を抽出して前記ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記スラブＭＰＲ画像データ又は前記スラブＭＩＰ画像データを用いて前記合成されたボリュームデータに対し表示断面を設定する表示断面設定手段を更に備え、
前記画像データ生成手段は、前記合成されたボリュームデータの前記表示断面におけるボクセル値を抽出して前記ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記表示断面設定手段は、前記穿刺針の刺入方向が含まれるスラブ断面に直交する１つ又は複数の前記ＭＰＲ断面を設定することを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、穿刺針を用いた治療や検査を支援するための画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３大疾患の１つである癌疾患の死亡率は年々増加の一途にあり、この癌疾患に対する早期診断及び治療が強く望まれている。例えば、肝癌の割合は癌疾患のなかで約１０％を占めており、その数は増加の傾向にある。一方、超音波診断装置、ＭＲＩ装置、及びＸ線ＣＴ装置などの医用画像診断装置の技術進歩は目覚しく、医用画像診断装置は、上述の肝癌をはじめとする各種の癌疾患の早期発見に必要不可欠なものとなってきている。
【０００３】
特に、高速回転ヘリカルスキャンと６４列等の多列検出器とを組み合わせたＸ線ＣＴ装置による３次元撮像法が実用化されている。また、傾斜磁場系、高周波磁場系及びＲＦコイル系の性能向上により、高速撮像が可能となったＭＲＩ装置による３次元撮像法が実用化されている。これらの３次元撮像法によって得られるボリュームレンダリング画像データなどを観察することにより、その診断能は、従来の２次元撮像法と比較して著しく向上している。
【０００４】
一方、超音波診断装置は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で、２次元画像データによるリアルタイム観測を可能にする。さらに、振動素子が１次元的に配列された超音波プローブを用いて、振動素子を機械的に揺動させることで、３次元的なＢモード画像データやカラードプラ画像データをリアルタイムに取得する方法が開発されている。また、振動素子が２次元的に配列された所謂２次元アレイプローブにより、３次元的なＢモード画像データやカラードプラ画像データをリアルタイムに取得する方法が開発されている。
【０００５】
ところで、上述の肝癌の治療法として、（ａ）肝動脈内抗ガン剤注入療法、（ｂ）肝動脈塞栓術（Ｔｒａｎｓｃａｔｈｅｔｅｒ  Ａｒｔｅｒｉａｌ  Ｅｍｂｏｌｉｚａｔｉｏｎ；ＴＡＥ）、（ｃ）低侵襲治療法、（ｄ）開腹手術等が一般に行われている。近年では、手技が簡単で、しかも患者への負担が少ない低侵襲治療法が特に注目されている。この低侵襲治療法には、ＰＥＩＴ（経皮的エタノール注入法：Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｔｈａｎｏｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）やマイクロ波焼灼法がある。これらの治療法において使用される穿刺針の患者への挿入は、リアルタイム表示される画像の観察下にて行なわれる。
【０００６】
また、最近では、焼灼治療法の一つとしてＲＦＡ（高周波焼灼法：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ａｂｌａｔｉｏｎ）が脚光を浴び始め、既に臨床適用が開始されている。このＲＦＡでは単一針であるCool Tipや、複数展開針のRITAが穿刺針として用いられている。腫瘍に対する穿刺針の挿入は、通常、画像の観察下にて体表面から経皮的に行われるが、腹腔鏡による肝表面の観察下にて行われることもある。また、穿刺針の挿入は、肝表面に配置した専用小型超音波プローブによって取得した超音波画像の観察下にて行われることもある。
【０００７】
超音波診断装置によってリアルタイムに取得される２次元画像データの観察下にて上述の穿刺治療を行なうことにより、その治療効率と治療に対する安全性とが、飛躍的に向上している。さらに、近年では、３次元画像の観察下で行なわれる各種の穿刺治療法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２５１６９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１５６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
超音波診断装置によってリアルタイムで取得される３次元画像データの観察下で穿刺治療を行なう特許文献１又は特許文献２に係る方法によれば、穿刺針の刺入方向や先端部位置等を３次元的に把握することができる。そのため、治療対象部位に対する穿刺針の刺入精度は、２次元画像データの観察下で行なう穿刺治療の場合と比較して更に向上させることができる。
【００１０】
しかしながら、高い空間分解能と高い時間分解能（リアルタイム性）とを同時に満たした、広範囲を表す３次元画像データを取得することは困難である。従って、上述の従来技術に係る方法では、肝癌等が含まれる比較的広い治療対象部位を表す画像データと、この治療対象部位に対して刺入される穿刺針及び穿刺針の周辺を表す画像データとを取得する場合に、高い空間分解能が要求される治療対象部位を表す画像データと、穿刺針先端部を追尾するために高い時間分解能と高い空間分解能とが要求される穿刺針及び穿刺針の周辺を表す画像データとを、同時に取得することが困難であった。
【００１１】
この発明は上記の問題点を解決するものであり、患者に対する超音波の３次元走査によって得られた画像データの観察下において、当該患者に対する穿刺針の刺入を行なう場合に、治療対象臓器を表す画像データと、この画像データより時間分解能に優れる穿刺針及び穿刺針の周辺を表す画像データとを、略同時に取得することが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、穿刺針を用いた検査又は治療の対象部位に対する超音波の３次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて、画像データを生成する超音波診断装置であって、前記対象部位に対し前記穿刺針の刺入方向を含む第１の３次元走査領域と、前記第１の３次元走査領域に隣接した１つ又は複数からなる第２の３次元走査領域とを設定し、前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域に対する３次元走査を制御する走査制御手段と、前記３次元走査により前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域から得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、前記ボリュームデータを処理することで画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データを表示する表示手段と、を備え、前記走査制御手段は、前記第２の３次元走査領域より高いボリュームレートで、前記第１の３次元走査領域を３次元走査するための制御を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。
また、請求項２に記載の発明は、穿刺針を用いた検査又は治療の対象部位に対する超音波の３次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて、画像データを生成する超音波診断装置であって、前記対象部位に対し前記穿刺針の刺入方向を含む第１の３次元走査領域と、前記第１の３次元走査領域に隣接した１つ又は複数からなる第２の３次元走査領域とを設定し、前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域に対する３次元走査を制御する走査制御手段と、前記３次元走査により前記第１の３次元走査領域及び前記第２の３次元走査領域から得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、前記ボリュームデータを処理することで画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データを表示する表示手段と、を備え、前記走査制御手段は、前記第２の３次元走査領域より高い走査線密度で前記第１の３次元走査領域を走査するための制御を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、超音波の３次元走査によって得られた画像データの観察下にて当該患者に対する穿刺針の刺入を行なう際、治療対象臓器を表す画像データと、この画像データより時間分解能に優れる穿刺針及び穿刺針の周辺を表す画像データとを略同時に取得することが可能となる。このため、検査対象臓器又は治療対象臓器の所望位置に対する穿刺針の正確な刺入が容易になる。そのことにより、穿刺針を用いた検査又は治療における安全性や効率が向上し、操作者や患者に対する負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】この実施形態に係る超音波診断装置が備える送受信部を示すブロック図である。
【図３】この実施形態に係る超音波プローブにおける座標と送受信方向との関係を示す図である。
【図４】この実施形態に係る治療対象走査領域及び穿刺針走査領域を示す図である。
【図５】この実施形態に係る超音波診断装置が備える受信信号処理部を示すブロック図である。
【図６】この実施形態に係る超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部及び画像データ生成部を示すブロック図である。
【図７】画像データが生成される断面と、この実施形態に係る表示データ生成部によって生成された表示用データの具体例とを示す図である。
【図８】この実施形態に係る穿刺針走査領域及び治療対象走査領域に対する３次元走査の順序と、ボリュームデータの更新タイミングとを示すタイムチャートである。
【図９】この実施形態に係る超音波診断装置において、穿刺支援を目的とした画像データの生成及び画像の表示の手順を示すフローチャートである。
【図１０】この実施形態において設定される治療対象走査領域及び穿刺針走査領域の変形例を示す図である。
【図１１】この実施形態に係る穿刺針走査領域及び治療対象走査領域に対する３次元走査の順序の変形例を示す図である。
【図１２】この実施形態に係る超音波診断装置が備えるセクタスキャン対応の超音波プローブにおける振動素子の配列を示す図である。
【図１３】穿刺針走査領域と治療対象走査領域とにおける超音波の走査線密度を示す図である。
【図１４】この実施形態に係る超音波診断装置が備えるコンベックススキャン対応又はリニア対応の超音波プローブにおける振動素子の配列を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態に係る超音波診断装置を説明する。
【００１６】
以下に述べるこの発明の実施形態では、患者の治療対象部位を含む３次元領域に対し、先ず、超音波プローブに装着された穿刺アダプタのニードルガイドに沿って刺入される穿刺針の刺入方向が含まれる断面（以下、「穿刺断面」と称する場合がある）を基準として、所定スライス厚を有する穿刺針走査領域を設定する。次いで、穿刺断面に略垂直なｙ方向（法線方向）において、穿刺針走査領域に隣接した所定スライス厚の治療対象走査領域を設定する。そして、超音波を用いた第１の３次元走査によって取得された穿刺針走査領域におけるボリュームデータと、第１の３次元走査より低いボリュームレートで行われた第２の３次元走査によって取得された治療対象走査領域を表すボリュームデータと、に基づいて穿刺支援を目的とした画像データを生成する。
【００１７】
尚、以下では、穿刺針を用いた治療（穿刺治療）を支援する超音波診断装置について述べるが、穿刺針を用いた検査を支援する超音波診断装置であっても構わない。
【００１８】
（装置の構成）
この実施形態に係る超音波診断装置について、図１から図８を用いて説明する。但し、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。また、図２、図５及び図６は、この超音波診断装置が備えた送受信部、受信信号処理部及びボリュームデータ生成部／画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すこの実施形態に係る超音波診断装置１００は、超音波プローブ３と、送受信部２と、受信信号処理部４と、ボリュームデータ生成部５とを備えている。超音波プローブ３は、複数の振動素子を備えている。複数の振動素子は、患者の治療対象部位を含む３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し、治療対象部位から得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する。送受信部２は、３次元領域の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を超音波プローブ３の振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する。受信信号処理部４は、整相加算後の受信信号を処理することで、Ｂモードデータ又はカラードプラデータを生成する。ボリュームデータ生成部５は、治療対象部位に対する３次元走査によって得られたＢモードデータ又はカラードプラデータを、超音波の送受信方向に対応させて配列することで、３次元データ（ボリュームデータ）を生成する。
【００２０】
また、超音波診断装置１００は、画像データ生成部６と、表示データ生成部８と、表示部９と、穿刺アダプタ１０と、走査制御部１１と、入力部１２と、システム制御部１３とを備えている。
【００２１】
画像データ生成部６は、上述のボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ−Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像データやＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像データ等の２次元画像データや、ボリュームレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成する。表示データ生成部８は、上述の各種画像データを用いて表示用データを生成する。表示部９は、表示データ生成部８によって生成された表示用データを表示する。穿刺アダプタ１０は、穿刺針１５の刺入方向をガイドするために超音波プローブ３に装着されている。走査制御部１１は、穿刺針１５の刺入方向を含む穿刺針走査領域と、この穿刺針走査領域に隣接した２つの治療対象走査領域とを当該治療対象部位に対して設定し、これらの走査領域に対する超音波の３次元走査を制御する。入力部１２は、患者情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、穿刺針走査領域及び治療対象走査領域に対するスライス厚の設定、ボリュームデータに対する表示断面の設定、後述のスラブＭＰＲ画像データ又はスラブＭＩＰ画像データのスラブ厚の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう。システム制御部１３は、超音波診断装置１００が備える上述の各ユニットを統括的に制御する。以下に、この実施形態に係る超音波診断装置１００が備えている各ユニットの具体例について説明する。
【００２２】
図１の超音波プローブ３は、２次元的に配列された図示しないＮ個の振動素子をその先端部に有し、これら振動素子の各々は、Ｎチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２の入出力端子に接続されている。振動素子は電気音響変換素子であり、超音波の送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、超音波の受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。また、穿刺アダプタ１０が、例えば、超音波プローブ３の側面に装着されている。穿刺アダプタ１０は、治療対象部位に対する穿刺針１５の刺入方向をガイドする図示しないニードルガイドを備えている。すなわち、穿刺治療に好適な穿刺アダプタ１０のニードルガイドに沿って穿刺針１５を刺入することにより、この穿刺針１５の刺入方向を含む穿刺針走査領域を容易に設定することができる。
【００２３】
尚、超音波プローブ３には、セクタスキャン対応の超音波プローブ、リニアスキャン対応の超音波プローブ、及び、コンベックススキャン対応の超音波プローブなどがある。操作者は、診断部位に応じて任意の超音波プローブを選択することができる。この実施形態では、Ｎ個の振動素子が２次元的に配列されているセクタスキャン用の超音波プローブ３を用いた場合について述べる。
【００２４】
次に、図２に示す送受信部２は、送信部２１と受信部２２とを備えている。送信部２１は、患者に対して送信超音波を放射するための駆動信号を、超音波プローブ３に設けられたＮ個の振動素子に供給する。受信部２２は、振動素子から得られたＮチャンネルの受信信号を整相加算（位相合わせして加算）する。
【００２５】
送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３とを備えている。レートパルス発生器２１１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１３から供給される基準信号を分周することによって生成する。送信遅延回路２１２は、Ｎチャンネルの独立な遅延回路を備えている。送信遅延回路２１２は、送信において細いビーム幅を得るために、所定の深さに送信超音波を集束するための遅延時間（集束用遅延時間）と、所定の送受信方向（θｐ、φｑ）に送信超音波を放射するための遅延時間（偏向用遅延時間）と、を前記レートパルスに与える。そして、Ｎチャンネルの独立な駆動回路２１３は、超音波プローブ３に内蔵されたＮ個の振動素子を駆動するための駆動パルスを、前記レートパルスに基づいて生成する。
【００２６】
一方、受信部２２は、Ｎチャンネルから構成されるプリアンプ２２１、Ａ／Ｄ変換器２２２及び受信遅延回路２２３と、加算器２２４とを備えている。プリアンプ２２１は、上述の振動素子によって電気信号に変換された微小な受信信号を増幅することで十分なＳ／Ｎを確保する。このプリアンプ２２１において増幅されたＮチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２２にてデジタル信号に変換される。
【００２７】
受信遅延回路２２３は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と、所定の送受信方向（θｐ、φｑ）に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間とを、Ａ／Ｄ変換器２２２から出力されるＮチャンネルの受信信号の各々に与える。加算器２２４は、これら受信遅延回路２２３から供給される受信信号を加算して合成する。すなわち、受信遅延回路２２３と加算器２２４とにより、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。
【００２８】
図３は、超音波プローブ３の中心軸をｚ軸とした直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ）に対する超音波の送受信方向（θｐ、φｑ）の関係を示す。例えば、Ｎ個の振動素子がｘ軸方向及びｙ軸方向に２次元的に配列された場合、角度θｐはｘ−ｚ平面に投影された送受信方向を示し、角度φｑはｙ−ｚ平面に投影された送受信方向を示している。そして、走査制御部１１から供給される走査制御信号に従って、送信部２１の送信遅延回路２１２と受信部２２の受信遅延回路２２３とにおける遅延時間が制御され、穿刺針走査領域及び治療対象走査領域の各々に対する３次元走査が、異なる頻度で繰り返し行なわれる。
【００２９】
次に、当該患者の３次元領域に対して設定される穿刺針走査領域及び治療対象走査領域について、図４を用いて説明する。
【００３０】
この場合、治療対象部位１５０を含む３次元領域に対し、先ず、図示しないニードルガイドに沿って刺入される穿刺針１５の刺入方向を含むスライス厚ｄ１の領域が、穿刺針走査領域Ｒ１として設定される。次いで、穿刺針走査領域Ｒ１の中心断面（スラブ断面）に略垂直なｙ方向において、穿刺針走査領域Ｒ１に隣接したスライス厚ｄ２を有する２つの治療対象走査領域Ｒ２（治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）が設定される。
【００３１】
具体的には、穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査によって取得された画像データ（例えば、後述の２次元画像データや３次元画像データ）の観察下にて、治療対象部位１５０の穿刺位置と穿刺針１５の刺入方向とが一致するように、超音波プローブ３の位置や方向が患者の体表面上で調整される。これらの調整により、治療対象部位１５０に対する穿刺針走査領域Ｒ１が設定される。
【００３２】
そして、上述の穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とに対する３次元走査に際し、治療対象部位１５０に対して穿刺針１５が刺入される穿刺針走査領域Ｒ１では、治療対象走査領域Ｒ２より高いボリュームレート（時間分解能）で３次元走査が行なわれる。
【００３３】
次に、図５に示す受信信号処理部４は、Ｂモードデータ生成部４１と、ドプラ信号検出部４２と、カラードプラデータ生成部４３とを備えている。Ｂモードデータ生成部４１は、受信部２２の加算器２２４から出力された受信信号を信号処理することで、Ｂモードデータを生成する。ドプラ信号検出部４２は、前記受信信号を直交検波することでドプラ信号を検出する。カラードプラデータ生成部４３は、検出されたドプラ信号に基づいて、血管内の血流情報を反映したカラードプラデータを生成する。
【００３４】
Ｂモードデータ生成部４１は、包絡線検波器４１１と、対数変換器４１２とを備えている。包絡線検波器４１１は、受信部２２の加算器２２４から供給された整相加算後の受信信号の包絡線を検波する。対数変換器４１２は、包絡線が検波された後の受信信号を対数変換することで、Ｂモードデータを生成する。但し、包絡線検波器４１１と対数変換器４１２とは、順序を入れ替えて構成してもよい。
【００３５】
ドプラ信号検出部４２は、π／２移相器４２１、ミキサ４２２−１及び４２２−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４２３−１及び４２３−２を備えている。ドプラ信号検出部４２は、受信部２２の加算器２２４から供給された受信信号を直交検波することで、ドプラ信号を検出する。
【００３６】
カラードプラデータ生成部４３は、ドプラ信号記憶回路４３１と、ＭＴＩフィルタ４３２と、自己相関演算器４３３とを備えている。ドプラ信号記憶回路４３１は、ドプラ信号検出部４２によって検出されたドプラ信号を一旦保存する。ＭＴＩフィルタ４３２は、このドプラ信号に含まれる生体組織等の移動に起因したドプラ信号成分（クラッタ成分）を排除し、血流に起因したドプラ信号成分を抽出する。自己相関演算器４３３は、抽出されたドプラ信号成分に対して自己相関演算を行ない、この演算結果に基づいて得られた特性値（例えば、血流の平均速度値、分散値、パワー値）を用いて、カラードプラデータを生成する。
【００３７】
次に、図１に示したボリュームデータ生成部５及び画像データ生成部６の具体的な構成について、図６を用いて説明する。ボリュームデータ生成部５は、図６に示すようにＢモードデータ記憶部５１、カラードプラデータ記憶部５２、補間処理部５３、及びボリュームデータ記憶部５４を備えている。
【００３８】
Ｂモードデータ記憶部５１には、当該患者の穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とに対する３次元走査にて得られた受信信号に基づき受信信号処理部４のＢモードデータ生成部４１が生成したＢモードデータが、超音波の送受信方向を付帯情報として保存される。同様にして、カラードプラデータ記憶部５２には、前記受信信号に基づき受信信号処理部４のカラードプラデータ生成部４３が生成したカラードプラデータが、前記送受信方向を付帯情報として保存される。
【００３９】
一方、補間処理部５３は、Ｂモードデータ記憶部５１から読み出した複数のＢモードデータを、送受信方向に対応させて配列することにより、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおける３次元Ｂモードデータを形成する。さらに、補間処理部５３は、これらの３次元Ｂモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理することで、等方的なボクセルで構成されるＢモードボリュームデータを生成する。
【００４０】
同様にして、補間処理部５３は、カラードプラデータ記憶部５２から読み出した複数のカラードプラデータを、送受信方向に対応させて配列することにより、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおける３次元カラードプラデータを形成する。さらに、補間処理部５３は、この３次元カラードプラデータを補間処理することで、ドプラモードボリュームデータを生成する。そして、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２の各々において得られたこれらのボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部５４に一旦保存される。
【００４１】
尚、この実施形態では、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２の各々に対する３次元走査が異なる頻度で繰り返し行なわれる。このとき取得された最新のボリュームデータにより、既に取得された同一走査領域における古いボリュームデータは更新される。この更新の詳細については後述する。
【００４２】
画像データ生成部６は、２次元画像データ生成部６１と３次元画像データ生成部６２とを備えている。また、２次元画像データ生成部６１は、ＭＰＲ画像データ生成部６１１とＭＩＰ画像データ生成部６１２とを備えている。
【００４３】
そして、ＭＰＲ画像データ生成部６１１は、ボリュームデータ生成部５のボリュームデータ記憶部５４から供給された穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２におけるボリュームデータと、入力部１２にて設定された表示断面情報とに基づいて、２種類の表示画像であるＭＰＲ画像データ又はスラブＭＰＲ画像データの生成を行なう。
【００４４】
この場合、ＭＰＲ画像データは、設定された表示断面上のボクセル値又は近傍のボクセル値を補間することで生成される画像データであり、その厚みは零と見なしている画像データである。また、スラブＭＰＲ画像データは、上記のＭＰＲ画像データに対して所定の厚み（スラブ厚）が設定されており、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおけるボリュームデータにおいて設定された表示断面を中心として、その表示断面の法線方向にある上記スラブ厚内の複数のボクセル値の平均値に基づいて生成される画像データである。
【００４５】
一方、ＭＩＰ画像データ生成部６１２は、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２と、入力部１２が設定した表示断面情報と、に基づいてスラブＭＩＰ画像データを生成する。この場合、スラブＭＩＰ画像データは、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおけるボリュームデータにおいて設定された表示断面を中心として、その表示断面の法線方向にある上記スラブ厚内の複数のボクセル値の最大値に基づいて生成される画像データである。
【００４６】
３次元画像データ生成部６２は、不透明度・色調設定部６２１と、レンダリング処理部６２２とを備えている。不透明度・色調設定部６２１は、ボリュームデータ生成部５のボリュームデータ記憶部５４から供給される穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおけるボリュームデータのボクセル値に基づいて、不透明度や色調を設定する。
【００４７】
一方、レンダリング処理部６２２は、不透明度・色調設定部６２１が設定した不透明度や色調の情報に基づき、上述のボリュームデータをレンダリング処理することで、ボリュームレンダリング画像データやサーフェスレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成する。そして、２次元画像データ生成部６１において生成されたＭＰＲ画像データ、スラブＭＰＲ画像データ及びスラブＭＩＰ画像データ等の２次元画像データや、３次元画像データ生成部６２において生成された３次元画像データは、画像データ記憶部６３に保存される。
【００４８】
図１へ戻って、表示データ生成部８について説明する。表示データ生成部８は、画像データ生成部６の２次元画像データ生成部６１にて生成されたスラブＭＰＲ画像データ（あるいはスラブＭＩＰ画像データ）及びＭＰＲ画像データと、３次元画像データ生成部６２にて生成された３次元画像データとに対し、所定表示フォーマットに基づく座標変換と合成とを行ない、更に、患者情報等の付帯情報を重畳することで表示用データを生成する。一方、表示部９は、図示しない変換回路とモニタとを備えている。変換回路は、表示データ生成部８にて生成された上述の表示用データに対し、Ｄ／Ａ変換とテレビフォーマット変換とを行なって前記モニタに表示する。
【００４９】
図７は、表示データ生成部８によって生成され、表示部９において表示される表示用データの具体例を説明するための図である。但し、ここで具体例として表示す２次元画像データはＭＰＲ画像データとする。図７（ａ）は、例えば、ｙ方向に略垂直なＭＰＲ画像データが生成される穿刺針走査領域Ｒ１の表示断面ｍ１と、ｚ方向に略垂直なＭＰＲ画像データが生成される穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２の表示断面ｍ２と、ｘ方向に略垂直なＭＰＲ画像データが生成される穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２の表示断面ｍ３とを示している。
【００５０】
一方、図７（ｂ）に示す領域（ｂ−１）には、図７（ａ）に示す表示断面ｍ１に対して画像データ生成部６の２次元画像データ生成部６１が生成したスラブＭＰＲ画像データＤ１が示されている。また、領域（ｂ−２）には、表示断面ｍ２に対して２次元画像データ生成部６１が生成したＭＰＲ画像データＤ２が示されている。また、領域（ｂ−３）には、表示断面ｍ３に対して２次元画像データ生成部６１が生成したＭＰＲ画像データＤ３が示されている。また、領域（ｂ−４）には、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおけるボリュームデータに基づいて、３次元画像データ生成部６２が生成した３次元画像データＤ４が示されている。領域（ｂ−１）に示されているＭＰＲ画像データＤ１には、入力部１２によって設定されたＭＰＲ画像データＤ２の断面位置を示すカーソルＫａと、ＭＰＲ画像データＤ３の断面位置を示すカーソルＫｂとが重畳されている。そして、表示データ生成部８は、ＭＰＲ画像データＤ１、ＭＰＲ画像データＤ２、ＭＰＲ画像データＤ３、及び３次元画像データＤ４を、所定表示フォーマットに基づいて合成することにより表示用データを生成する。
【００５１】
即ち、表示部９に表示された表示用データにおけるＭＰＲ画像データＤ１を観察した操作者は、入力部１２が備えた後述の表示断面設定部１２２を操作して、ＭＰＲ画像データＤ１に重畳されたカーソルＫａとカーソルＫｂとを所望の位置に移動させることにより、ＭＰＲ画像データの位置（ＭＰＲ断面）を設定する。そして、カーソルＫａによって設定された表示断面ｍ２におけるＭＰＲ画像データＤ２と、カーソルＫｂによって設定された表示断面ｍ３におけるＭＰＲ画像データＤ３とが、図７（ｂ）に示す領域（ｂ−２）及び領域（ｂ−３）にそれぞれ表示される。
【００５２】
尚、図７では、穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータに基づいて生成されたｙ方向に略垂直なＭＰＲ画像データを用いた表示断面の設定について述べたが、ＭＰＲ画像データの替わりにスラブＭＰＲ画像データ又はスラブＭＩＰ画像データを用いてＭＰＲ断面の設定を行なってもよい。
【００５３】
一方、図１に示した走査制御部１１は、入力部１２において設定された穿刺針走査領域Ｒ１のスライス厚ｄ１と治療対象走査領域Ｒ２のスライス厚ｄ２とに基づき、当該治療対象部位１５０に対して穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とを設定し（図４参照）、これらの走査領域に対する３次元走査を、所定の順序で繰り返すための制御を行なう。
【００５４】
次に、走査制御部１１の制御下にて行なわれる穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２に対する３次元走査の具体例について、図８を用いて説明する。
【００５５】
図８は、穿刺針走査領域Ｒ１と２つの治療対象走査領域Ｒ２（即ち、治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）とに対する３次元走査の順序と、これらの３次元走査に伴うボリュームデータの更新タイミングと、を示したタイムチャートである。図中の記号▽は、治療対象走査領域Ｒ２におけるボリュームデータの更新タイミングを示している。記号▼は、穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータの更新タイミングを示している。
【００５６】
例えば、期間［ｔ１０−ｔ１１］において、治療対象走査領域Ｒ２１、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２２に対する３次元走査が順次行なわれる。そして、このとき得られた受信信号に基づいて、夫々の走査領域におけるボリュームデータの生成（更新）が行なわれ、更に、このボリュームデータを用いて２次元画像データ及び３次元画像データの生成と表示とが行なわれる（図７参照）。
【００５７】
次に、期間［ｔ１１−ｔ１２］にて穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査が行なわれ、このとき新たに得られたボリュームデータを用いて、期間［ｔ１０−ｔ１１］にて取得された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータを更新する。そして、期間［ｔ１０−ｔ１１］において取得された治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２におけるボリュームデータと、期間［ｔ１１−１２］にて更新された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータと、を用いた２次元画像データ及び３次元画像データの生成と表示とが、同様の手順によって行なわれる。
【００５８】
同様にして、期間［ｔ１２−ｔ１３］、期間［ｔ１３−ｔ１４］及び期間［ｔ１４−ｔ２０］における穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査によって、この穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータを順次更新する。そして、期間［ｔ１０−ｔ１１］にて取得された治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２におけるボリュームデータと、上述の各期間にて更新された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータと、を用いた２次元画像データ及び３次元画像データの生成と表示とが繰り返し行なわれる。
【００５９】
そして、期間［ｔ１０−ｔ２０］における上述の３次元走査と、画像データの生成及び表示とは、期間［ｔ２０−ｔ３０］、期間［ｔ３０−ｔ４０］・・・においても同様の手順で繰り返される。このような走査方法を行なうことにより、穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータは、治療対象走査領域Ｒ２より高い頻度（フレームレート）で更新される。そのため、治療対象部位１５０に刺入される穿刺針１５の状態を、優れた時間分解能で観察することが可能となる。
【００６０】
次に、図１に示した入力部１２は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースである。入力部１２は、スライス厚設定部１２１と、表示断面設定部１２２とを備えている。スライス厚設定部１２１は、穿刺針走査領域Ｒ１のスライス厚ｄ１と治療対象走査領域Ｒ２のスライス厚ｄ２とを設定する。表示断面設定部１２２は、ＭＰＲ画像データ、スラブＭＰＲ画像データ、又はスラブＭＩＰ画像データに対して表示断面を設定する。さらに、患者情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、及び、各種コマンド信号の入力等が、上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。
【００６１】
システム制御部１３は、図示しないＣＰＵと記憶回路とを備えている。記憶回路には、入力部１２の各ユニットにて入力／設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報及び設定情報に基づいて、超音波診断装置１００の各ユニットを制御し、画像データの生成と表示とを行なう。
【００６２】
（画像データの生成／表示手順）
次に、この実施形態における穿刺支援を目的とした画像データの生成／表示手順について、図９に示すフローチャートと、既に示した図８のタイムチャートとを参照して説明する。尚、ここでも穿刺針走査領域Ｒ１の表示断面ｍ１における２次元画像データとしてＭＰＲ画像データを生成する場合について述べるが、スラブＭＰＲ画像データや通常のスラブＭＩＰ画像データを生成してもよい。
【００６３】
穿刺支援を目的とした画像データの生成に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１２において患者情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、穿刺針走査領域Ｒ１のスライス厚ｄ１の設定、及び治療対象走査領域Ｒ２のスライス厚ｄ２の設定等を行なった後、超音波プローブ３を患者の体表面に配置して、走査領域及び表示断面の設定を目的とした第１の画像データ生成開始コマンドを入力する（図９のステップＳ１）。
【００６４】
システム制御部１３を介して第１の画像データ生成開始コマンドを受信した走査制御部１１は、穿刺針１５の刺入方向が含まれてスライス厚ｄ１を有する穿刺針走査領域Ｒ１と、この穿刺針走査領域Ｒ１に隣接したスライス厚ｄ２を有する２つの治療対象走査領域Ｒ２（治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）とを設定（図４参照）する。さらに、走査制御部１１は、送受信部２の送信遅延回路２１２と受信遅延回路２２３とにおける遅延時間を制御して、穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査を開始する。
【００６５】
一方、操作者は、穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査によって生成されたＭＰＲ画像データの観察下にて、超音波プローブ３の位置や方向を患者の体表面上で調整する。上述のＭＰＲ画像データに重畳表示された穿刺針１５の刺入方向を示す穿刺マーカと、治療対象部位１５０の刺入位置とが一致した状態で、超音波プローブ３の位置や方向を固定することにより、上述の穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とを当該治療対象部位１５０に対して設定する（図９のステップＳ２）。
【００６６】
更に、操作者は、入力部１２の表示断面設定部１２２を用い、上述のＭＰＲ画像データ上に重畳表示されたカーソルＫａとカーソルＫｂとを所望の位置に移動させることにより（図７（ｂ）参照）、治療対象部位１５０に対して表示断面ｍ２と表示断面ｍ３とを設定する（図９のステップＳ３）。
【００６７】
治療対象部位１５０に対する穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２の設定と、表示断面ｍ２及びｍ３の設定とが終了したならば、操作者は、入力部１２において治療支援を目的とした第２の画像データ生成開始コマンドを入力する。システム制御部１３を介して第２の画像データ生成開始コマンドを受信した走査制御部１１は、送受信部２の送信遅延回路２１２と受信遅延回路２２３とにおける遅延時間を制御する。例えば、走査制御部１１は、図８の期間［ｔ１０−ｔ１１］において治療対象走査領域Ｒ２１、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２２に対する３次元走査を順次行なう（図９のステップＳ４）。
【００６８】
一方、ボリュームデータ生成部５は、上述の３次元走査によって得られた受信信号に基づいて、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおけるボリュームデータを生成する（図９のステップＳ５）。画像データ生成部６は、これらのボリュームデータを処理することで、穿刺針走査領域Ｒ１の表示断面ｍ１におけるＭＰＲ画像データＤ１と、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２に設定された表示断面ｍ２におけるＭＰＲ画像データＤ２と、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２に設定された表示断面ｍ３におけるＭＰＲ画像データＤ３と、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２における３次元画像データＤ４とを生成する（図９のステップＳ６）。次いで、表示データ生成部８は、これらの画像データを用いて表示用データを生成し、表示部９のモニタに表示する（図９のステップＳ７）。
【００６９】
次に、走査制御部１１は、期間［ｔ１１−ｔ１２］において、送信遅延回路２１２と受信遅延回路２２３とにおける遅延時間を制御して、穿刺針走査領域Ｒ１に対する３次元走査を行ない（図９のステップＳ８）、このとき新たに得られたボリュームデータを用いて、期間［ｔ１０−ｔ１１］にて取得された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータを更新する（図９のステップＳ５）。そして、期間［ｔ１０−ｔ１１］において取得された治療対象走査領域Ｒ２におけるボリュームデータと、期間［ｔ１１−１２］にて更新された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータと、を用いた２次元画像データ及び３次元画像データの生成と表示とが、同様の手順によって行なわれる（図９のステップＳ６及びステップＳ７）。
【００７０】
同様にして、期間［ｔ１２−ｔ１３］、期間［ｔ１３−ｔ１４］及び期間［ｔ１４−ｔ２０］における穿刺針走査領域Ｒ１の３次元走査により、この穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータを順次更新する。そして、期間［ｔ１０−ｔ１１］にて取得された治療対象走査領域Ｒ２におけるボリュームデータと、上述の各期間にて更新された穿刺針走査領域Ｒ１におけるボリュームデータと、を用いた２次元画像データ及び３次元画像データの生成と表示とが行なわれる（図９のステップＳ５からステップＳ８）。
【００７１】
更に、期間［ｔ１０−ｔ２０］と同様な３次元走査と画像データの生成及び表示とは、期間［ｔ２０−ｔ３０］、期間［ｔ３０−ｔ４０］・・・においても繰り返し行なわれる（図９のステップＳ４からステップＳ８）。
【００７２】
以上述べた本発明の実施形態によれば、超音波の３次元走査によって得られた画像データの観察下にて、当該患者に対する穿刺針の刺入を行なう際、治療対象走査領域における画像データと、この画像データより時間分解能に優れる穿刺針走査領域における画像データと、を略同時に観察することが可能となる。このため、治療対象部位に対する穿刺針の正確な刺入が容易となり、穿刺治療における安全性や効率が向上し、操作者や患者に対する負担が軽減される。
【００７３】
特に、３次元走査によって取得されたボリュームデータに基づいて生成される所望断面におけるＭＰＲ画像データ、スラブＭＰＲ画像データ、又はスラブＭＩＰ画像データや、３次元画像データが略同時に表示され、更に、これらの画像データにおける穿刺針走査領域の情報は高いボリュームレートで更新されるため、治療対象部位に刺入される穿刺針の状態をより正確に捉えることが可能となる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、図４に示すように、穿刺針１５の刺入方向を含む断面を穿刺断面Ｓｂとし、この穿刺断面Ｓｂを基準として所定のスライス厚を有する穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２を設定する場合について述べた。この他、図１０（ａ）に示すように、穿刺針１５の刺入方向に略垂直な断面を基準にして穿刺針走査領域Ｒ１を設定し、刺入方向において穿刺針走査領域Ｒ１に隣接した２つの治療対象走査領域Ｒ２を設定してもよい。この場合、図１０（ｂ）の領域（ｂ−１）に示されるスラブＭＰＲ画像データ又はスラブＭＩＰ画像データでは、治療対象部位１５０に刺入される穿刺針１５の位置が点として表示される。そのため、治療対象部位１５０に対する刺入位置を、より正確に把握することが可能となる。
【００７５】
尚、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２に対する３次元走査は、図８に示した方法に限定されるものではなく、例えば、図１１に示すような方法であっても構わない。例えば図１１（ａ）に示すように、治療対象走査領域Ｒ２（治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）を１回走査した後、穿刺針走査領域Ｒ１を複数回走査し、引き続き、治療対象走査領域Ｒ２と穿刺針走査領域Ｒ１とを走査する。このように、治療対象走査領域Ｒ２に対する走査の頻度よりも、穿刺針走査領域Ｒ１に対する走査の頻度を多くすることで、より高いボリュームレートで穿刺針走査領域Ｒ１を走査することが可能となる。そのことにより、時間分解能に優れる穿刺針走査領域Ｒ１における画像データを生成することが可能となる。
【００７６】
または、図１１（ｂ）に示すように、治療対象走査領域Ｒ２１、穿刺針走査領域Ｒ１、治療対象走査領域Ｒ２２、穿刺針走査領域Ｒ１、・・・の順番で、治療対象走査領域Ｒ２１（又は治療対象走査領域Ｒ２２）と穿刺針走査領域Ｒ１とを交互に走査する。特に、図１１（ｂ）に示す方法によれば、ボリュームレートを大幅に向上させることは不可能であるが、穿刺針走査領域Ｒ１における３次元走査が等しい時間間隔で行なわれる。そのため、滑らかな動きを示す穿刺針１５を、この３次元走査によって取得された２次元画像データや３次元画像データにて観察することができる。
【００７７】
また、上述の実施形態では、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とにおける走査線密度については特に言及しなかったが、既に述べたように、本発明の目的は治療対象部位１５０に刺入される穿刺針１５の状態を正確に捉えることにある。即ち、穿刺針１５が表示される穿刺針走査領域Ｒ１に対し、時間分解能と空間分解能とに優れた２次元画像データや３次元画像データが要求される。このため、走査制御部１１には、治療対象走査領域Ｒ２より高い走査線密度と高いボリュームレートとで、穿刺針走査領域Ｒ１を３次元走査するための制御が要求される。尚、上述の走査線密度とボリュームレート（即ち、時間分解能）とは一般に背反関係にあるが、穿刺針走査領域Ｒ１を狭く設定することにより、これらの要求を同時に満たした治療対象部位１５０に対する３次元走査が容易に実現可能となる。
【００７８】
１例として、超音波プローブ３としてセクタスキャン対応の超音波プローブを用いた場合における空間分解能の設定例について、図１２と図１３とを参照して説明する。図１２の平面図には、セクタスキャン対応の超音波プローブ３における振動素子３１の配列を示している。例えば、セクタスキャン対応の超音波プローブ３においては、同一の形状及び同一の大きさを有する複数の振動素子３１が、ｘ−ｙ平面において、一定の間隔をおいて２次元的に配列されている。
【００７９】
このセクタスキャン対応の超音波プローブ３を用いる場合、走査制御部１１は、送受信部２を制御することで、治療対象走査領域Ｒ２より高い走査線密度で穿刺針走査領域Ｒ１を３次元走査する。例えば図１３に示すように、走査制御部１１は、穿刺針走査領域Ｒ１における走査線Ｓの密度（単位体積当たりの走査線Ｓの数）を、治療対象走査領域Ｒ２（治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）における走査線Ｓの密度よりも高くして、穿刺針走査領域Ｒ１と治療対象走査領域Ｒ２とを３次元走査する。このように穿刺針走査領域Ｒ１における走査線Ｓの密度を高くして３次元走査することで、空間分解能に優れた２次元画像データや３次元画像データを生成することが可能となる。
【００８０】
なお、穿刺針走査領域Ｒ１及び治療対象走査領域Ｒ２に対する３次元走査と、ボリュームデータの更新とは、上述したように、図８又は図１１に示すタイムチャートに従ったタイミングで実行される。このように、３次元走査とボリュームデータの更新とを図８などに示すタイムチャートに従って実行し、また、穿刺針走査領域Ｒ１における走査線密度を治療対象走査領域Ｒ２よりも高くして３次元走査を行うことで、時間分解能と空間分解能とに優れた穿刺針走査領域Ｒ１における２次元画像データや３次元画像データを生成することが可能となる。
【００８１】
また、超音波プローブ３として、コンベックススキャン対応又はリニアスキャン対応の超音波プローブを用いる場合には、振動素子の配列によって、穿刺針走査領域Ｒ１における空間分解能を高める。この振動素子の配列の１例を図１４に示す。図１４の平面図には、コンベックススキャン又はリニアスキャン対応の超音波プローブ３における振動素子３１の配列を示している。例えば、穿刺針走査領域Ｒ１に対応する位置における振動素子３１の密度（単位面積当たりの振動素子３１の数）を、治療対象走査領域Ｒ２（治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２）に対応する位置における振動素子３１の密度（単位面積当たりの振動素子３１の数）よりも高くして、振動素子３１を２次元のｘ−ｙ平面に２次元的に配列する。１例として、ｘ−ｙ平面に配列した複数の振動素子３１のうち、穿刺針走査領域Ｒ１に対応する中央の位置における振動素子３１の密度を、穿刺針走査領域Ｒ１に隣接する２つの治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２に対応する位置における振動素子３１の密度よりも高くして、複数の振動素子３１を配列する。また、図１４に示す例では、穿刺針走査領域Ｒ１に対応する位置における振動素子３１の大きさを、治療対象走査領域Ｒ２に対応する位置における振動素子３１の大きさよりも小さくして、複数の振動素子３１を配列する。
【００８２】
図１４に示すコンベックススキャン対応又はリニアスキャン対応の超音波プローブ３を用いることで、振動素子３１の配列の密度が高い穿刺針走査領域Ｒ１においては、治療対象走査領域Ｒ２よりも、空間分解能が高い２次元画像データや３次元画像データを生成することが可能となる。
【００８３】
なお、コンベックススキャン対応又はリニアスキャン対応の超音波プローブ３を用いた場合も、上述したように、図８又は図１１に示すタイムチャートに従ったタイミングで、３次元走査とボリュームデータの更新とを行う。このように、３次元走査とボリュームデータの更新とを図８などに示すタイムチャートに従って実行し、また、穿刺針走査領域Ｒ１に対応する位置における振動素子３１の密度を高くして３次元走査することで、時間分解能と空間分解能とが優れた穿刺針走査領域Ｒ１における２次元画像データや３次元画像データを生成することが可能となる。
【００８４】
また、図１４に示す例では、２次元的に配列された複数の振動素子３１のうち、中央の領域における振動素子３１の密度（単位面積当たりの振動素子３１の数）を高くしたが、穿刺針走査領域Ｒ１の位置に対応させて、振動素子３１の密度が高い領域を変えても良い。例えば、２次元的に配列された複数の振動素子３１のうち、端部付近の領域における振動素子３１の密度を高くしてもよい。また、図１４に示すように、中央の領域における振動素子３１の密度を高くした場合であっても、超音波ビームを偏向させて送受信することで、超音波プローブ３に対して角度を持った領域について、空間分解能に優れた画像データを生成することが可能となる。
【００８５】
なお、上述の実施形態では、穿刺針走査領域Ｒ１と、この穿刺針走査領域Ｒ１に隣接する２つの治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２とを設定する場合について述べた。この他、治療対象走査領域は何れか一方のみであってもよく、又、治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２は異なるスライス厚を有していてもよい。更に、穿刺針走査領域Ｒ１のスライス厚と治療対象走査領域Ｒ２１及びＲ２２のスライス厚とが、入力部１２のスライス厚設定部１２１において設定される場合について述べたが、システム制御部１３の記憶回路等において予め保管されたスライス厚のデータを使用してもよい。
【００８６】
また、Ｂモードデータとカラードプラデータとを用いてボリュームデータを生成する場合について述べたが、何れか一方あるいは他の超音波データを用いてボリュームデータを生成してもよい。更に、穿刺治療を支援する超音波診断について述べたが、穿刺針１５を用いた検査を支援する超音波診断装置であっても構わない。
【００８７】
また、図７では、ＭＰＲ画像データを用いた表示断面の設定について述べたが、ＭＰＲ画像データの替わりにスラブＭＰＲ画像データやスラブＭＩＰ画像データを用いて表示断面の設定を行なってもよい。
【００８８】
また、図１では、穿刺針が穿刺アダプタに装着されている場合について述べたが、穿刺針が穿刺アダプタに装着されていない場合でも、ニードルガイド無しで穿刺針の画像を見ながら運用してもよい。また、図６に示す補間処理部５３では、不等間隔のボクセルを等方的なボクセルに補間しているが、この処理を画像データ生成部６の２次元画像データ生成部６１又は３次元画像データ生成部６２において行なってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
２  送受信部
３  超音波プローブ
４  受信信号処理部
５  ボリュームデータ生成部
６  画像データ生成部
８  表示データ生成部
９  表示部
１０  穿刺アダプタ
１１  走査制御部
１２  入力部
１３  システム制御部
１５  穿刺針
２１  送信部
２２  受信部
６１  ２次元画像データ生成部
６２  ３次元画像データ生成部
６３  画像データ記憶部
１００  超音波診断装置
１２１  スライス厚設定部
１２２  表示断面設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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